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ホワイトペーパー
はじめに
電子機器の製造工程において、ウエハーレベル、モジュールレベル、モジュール・バーンイン・テストなどの複数のテストが行われます。しかし、システムや材料は、連続的な使用および、デバイスの故障を引き起こす可能性がある電気的負荷／温度ストレスの変化といったさまざまな状況により劣化します。そのため、故障は、メーカーのデータシートにおいて許容リミット値として定義されています。初期不良は、不十分な設計または不適切な製造によって生じると言われています。
加速寿命試験では材料や電子部品の劣化を加速するために、電圧、温度、湿度、圧力、負荷などのストレスレベルを通常よりも高い状態にして対象ユニットをテストします。このプロセスにより、故障情報をかなり短時間で収集できます。マイクロエレクトロニクスの故障1のおよそ40%が温度によって生じると言われています。温度は、部品の故障の最も重要な要因です。バーンインは、潜在的な故障を除去するために、製品ライフサイクルの早期の段階で高電圧／高温を加えるスクリーニング手法です。これは、高集積回路システム向けに使用されます。
バーンイン環境の種類と効果
エレクトロニクス業界では、温度が電子部品に障害を与える最も重要な要素と考えられているため、エンドツーエンドの製品ライフ・サイクル・プロセスでは温度を使用します。温度ストレステストは、製品が保証された動作温度範囲で適切に機能できることを確認するために、多くの場合、製品設計検証段階で行われます。多くの電子部品メーカーは、バーンインを製造プロセスの一部として採用しています。
最も一般的なバーンイン環境には、ストレスを与える機器の仕様に応じて高い温度（通常＋125℃）に設定された、専用のバーンイン恒温槽／オーブンまたは恒温室が使用されます。バーンインは一般的に、初期不良による故障を除去するために製造プロセスで使用されます。図2は、電子部品の信頼性故障率の経年変化を示す典型的な「バスタブ曲線」です。バーンインプロセスにより、早期に初期不良による故障を除去できます。多くの場合、被試験デバイス(DUT)の電源オン／オフ、環境に対する高湿度の設定、DUTに対する機械振動の付加など、他のストレス要因もプロセスに追加します。
DUTにさらにストレスをかけるために、一定の高温状態を維持するだけでなく温度を変化させることもあります。このプロセスは通常、温度サイクルと呼ばれます。温度ストレスはDUTの電源オン／オフによって変化しますが、外部環境の温度変化や温度上昇速度を制御すれば、このストレス要因をさらに制御することができます。
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